哈尔滨市热岛效应与植被的关系 - 基于RS和GIS的定量研究

1、 自然灾害学报16卷裹1归一化矩阵植被指数是证明绿色植被存在及密度的标志,并且被成功地用于监测植被季节变化和生长情况。而城市热岛与绿色植被又有着密切的关系。因此,为研究热岛强度分布的相关因素,计算以下植被指数:归一化植被指数:氐Dv=(RN。一R/(RN.+JR;差值植被指数:,cv=(RNIR;比植被指数:lay=RM/R;调整土壤亮度的植被指数:SAv=(RNIR/(RNI+R+L×(1+L;植被盖度:以=(氏Dv一氐Dv mj。/(,mv。一,NDv商。o2结果与分析2.1地面亮温的密度分割.我们利用密度分割等技术手段对标准化的地面亮温进行等级划分,根据研究的需要,将地面亮温划

2、分为5个亮温等级,分别为低温、次中温、中温、次高温、高温,在ARCGIS中利用Reclassify进行处理,就得到研究区域的温度分布图。高温区:首先主要集中在道外区的北新街、太古街等区域,并且连成一个大的带状分布区,热岛效应区域相对比较集中。这是由于该区域人口相对集中,居民的生活热源排放量较大,此外还有工业热量的排放,这些使城市空气中CO:、气溶胶微粒等有害物的浓度增加,增大了吸热能力,加剧城市热岛效应;其次,道里区的西北部和西南部也是城市热岛效应比较严重的地区,这是因为随着城建区面积不断的扩大,大量的水泥道路、广场、建筑物等取代了绿地,地面蒸发蒸腾量少,导致大气温度升高;最后,香坊区东北部的

3、哈东站和安埠街等一带,这些区域主要有部分的工厂存在,工业热源是该区域城市热岛效应的主要原因。此外,典型的高温区域还有市中心、环岛路、裸露的沙地区域、居民聚集地等,其中哈尔滨火车站一王兆屯火车站一香坊火车站一太平桥火车站和王兆屯火车站一香坊火车站一平房火车站形成两条铁路线以及松花江流域裸露的沙地就是很好的例证。 图l地面亮温等级分布图Fig.I Distribution map of ground brightness temperature grade 图2环线地面亮温分布图Fig.2Distribution map of ground brightness temperature aroun

4、d circled line次高温区:分布在高温区的周围,以公路的两侧、城乡结合部、小型居民区等为主要分布地。这些区域有部分植被覆盖,产生中等程度的热岛效应。 26自然灾害学报16卷其中复相关系数r=O.6358。同时,对各因子进行相关分析,继而得到的相关系数矩阵,见下表。表2相关因子矩阵表Table2Correlation factor matrixCAPl C砬CAp3CH C巧CAp6,NDv,Rv,sv toy Irv,6 CAin lC砣一0.154lc棚-0.217-0.442l,svO.1890.373从表2中可以看出,热红外数据灰度值受到多种相关因素的影响,影响比较显著的的因素

5、有绿度轴C胞,湿度轴C.一,缨帽变换的第6轴C晒,比植被指数,R,差值植被指数厶,调整土壤亮度的植被指数毛。v。结合各项因子的正负相关性可知,在植被覆盖大的近郊山区和一些公园区域不易产生热岛效应;植被覆盖小的地区热岛效应较为强烈;高湿度地区(如流域、湖面等也不产生热岛效应现象;地面热量辐射大、大气烟尘浑浊的地区(如工业区易产生热岛效应¨01。3讨论图7城区采样点分布图Fig.7Distribution map of sampling point8in city proper本文应用遥感数据对哈尔滨城区的热效应进行分析,揭示城区热岛效应空间格局,根据以遥感数据提取出的城区植被信息来讨论

6、城市热岛强度分布与植被覆盖之间的相互关系,取得较好相关性的结论。加大绿地覆盖率和水域的分布区域,可以减缓城市热岛效应,从整体上为评估城市环境质量、动态监测城区环境变化、改善城市小气候提出切实可行的方法,为建设哈尔滨生态城市提供可靠依据。参考文献:1】238910赵红旭.昆明市热岛效应卫星监测研究J.国土资源遥感,1999(4:29-32.Owen T W,C,III'iEm,I T N,GilliR R.Aessment of satellite mmotdy一靶nsed land憎p口姗etin qIl蛐“ta6vely describing the dimple疆妇of urbaI

7、Ii日ti加J.International Jnal ofRemole Sensing,1998,19(9:16631681.陈述彭,赵英时.遥感地学分析M.测绘出版社,1990.史培军,郭卫平。等.减灾与可持续发展模式J.自然灾害学报,2005,14(3:l-7.徐涵秋。陈本清.不同时相的遥感热红外图像在研究城市热岛变化中的处理方法J.遥感技术与应用,2003,18(3:129133.Gy姐esh C.Brian M.Revised Ld腿t-5'I N mdlometfie calibration procedures andpoBidynamic ran8J.1eee tnBnHctige-ienee anti,emote sensing.2003,41(11:2674-2677.周红妹,周成虎,葛伟强,等。基于遥感和GIS的城市热场分布规律研究J.地理报,2001,56(2:189196。李延明,郭佳。冯久